▲《物理评论快报》配图，量子镜面反射光束。
日前，哈佛大学和苏黎世量子电子研究所的研究人员制造了世界上最薄的镜子（MoSe2材料）。该镜子仅为一个原子厚度，未来在光学和计算机领域或有重要应用。研究人员评论道，这一工程技术突破了物理界的极限。
尽管这种镜子已经接近极限薄，但按照物理学定律来看，它们仍可能具有反射能力——事实也确实如此，这种迷你镜子可以反射绝大部分射向它们的光。
MoSe2可以用于薄镜制造的原因在于其电子围绕原子核运动的特殊方式。MoSe2总会倾向于在其自身电场中形成空穴（在该区域中，电子可以进入轨道，但并没有电子存在）。
将光子撞向原子，某一电子从低能级轨道跃迁至高能级轨道的概率会很大。一旦发生这种情况，电子场中将形成“电子空穴”。当MoSe2被特定波长的光照射时，其电子就很容易发生这种情况。
电子是带负电的量子物体，原子核中的质子则是带正电的。因此，情况就变得有点复杂了——电子空穴从原子核中的质子处夺取了部分正电荷。这就使得电子空穴在事实上没有粒子存在的情况下，表现得像粒子了。在电子空穴的附近，带负电荷的电子开始吸引这些“假粒子”，并在某些情况下会与其配对，形成一种称为激子的奇特量子力学物体。这些激子自身可以发射光线，通过干涉入射光使其反射——就像浴室玻璃一样。
这种超薄的镜子在现实世界中可能有巨大的应用潜能。光学工程师可以将其用于微型光学芯片、光纤网络以及需要精密操控光子束的设备。然而，苏黎世量子电子研究所的研究人员认为MoSe2的作用并不止于此。MoSe2的反射能力可以伴随施加电荷的变化而增强或减弱。这种“开关效应”非常灵敏，或可用于多种高速运算。
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编译：雷鑫宇 审稿：三水 编辑：张梦
来源：https://www.livescience.com/61503-quantum-mirror-atom-thin-physics.html
